El escudo de la profesión informática

Hace algunos años, cuando estudiaba en la universidad, mis amigos me preguntaban a menudo: ¿Qué es esa cosa rara que tenéis en el escudo los informáticos? Los emblemas de las profesiones suelen ser algo representativo de las mismas y éste no es una excepción, aunque requiere ciertos conocimientos.

El emblema de la Informática se estableció mediante resolución de 11 de noviembre de 1977 de la Subsecretaría por la que se aprueba el modelo de emblema para los títulos de Licenciados en Informática:

El emblema consistente en una figura, representando en su parte central un núcleo toroidal de ferrita, atravesado por hilos de lectura, escritura e inhibición. El núcleo está rodeado por dos ramas: una de laurel, como símbolo de recompensa, y la otra, de olivo, como símbolo de sabiduría.

La respuesta es muy sencilla: la unidad básica de una memoria de ferrita. Estas memorias tuvieron su apogeo durante un par de décadas (primera mitad de la década de 1950 hasta mediados de la década de 1970). Fueron reemplazadas en la segunda mitad de la década de 1970 por las memorias basadas en semiconductores.

Pero, ¿qué es una memoria de ferrita o, mejor dicho, memoria de toros de ferrita?

Electricidad e imanes: las dos caras de la moneda

Prácticamente todo el mundo sabe qué es la electricidad y conoce las curiosas propiedades magnéticas de los imanes. Sin embargo, no es tan conocida la estrecha relación existente entre ellos, tan estrecha que son las dos caras del campo electromagnético.

Para no entrar en detalles, de esta interesante relación sólo destacar que si situamos un toro (anillo o donut) de un material conductor alrededor de un hilo conductor se puede conseguir dos efectos inversos:

• Al pasar corriente por el hilo se genera o induce un campo magnético en el toro.

• El toro magnetizado puede generar corriente eléctrica en el hilo.

¿Cómo se usa para almacenar información?

El almacenamiento de información se basa en la histéresis de la ferrita, es decir, su capacidad de mantener las propiedades inducidas aunque desaparezca el estímulo. De esta forma, si se induce un campo magnético a una ferrita, ésta lo mantendrá aunque desaparezca el causante del campo.

Usando esta «memoria» es posible codificar información binaria: polarizado o no polarizado.

Enhebrando anillos de ferrita

Las memorias de ferrita se componen de un conjunto de toros (anillos o donuts) de ferrita, cada uno de los cuales permite almacenar 1 único bit, por lo que, en un ordenador actual de 32 bits sería necesario juntar 32 anillos que se leen y escriben simultáneamente:

• Para leer la información basta con pasar un hilo (de lectura) a través del anillo. El campo magnético del anillo inducirá una pequeña corriente en el hilo determinando de esta forma el valor.

• Para escribir se emplea el proceso inverso, al pasar corriente por el hilo se induce el campo magnético en la ferrita.

Un pequeño inconveniente es que son necesarios tantos hilos, junto a sus correspondientes conexiones, como bits se quieran almacenar. Esto no es muy práctico por lo que se plantean distribuciones que minimicen el número de hilos necesarios.

2D

La primera optimización es reutilizar el hilo de lectura para varios anillos. Como la corriente inducida no es muy potente no sería capaz de inducir campo en el resto de los anillos.

En una memoria de 32 bits, se tendrían 32 hilos de lectura (rojo) y en cada uno de ellos tantos anillos como sean necesarios. Para elegir qué anillo se desea utilizar de todos los disponibles, se añade un segundo hilo de palabra¹ (verde) generando una matriz bidimensional. Matriz de anillos de ferrita en una distribución 2D con un único selector

3D

Aunque el esquema anterior es válido, el número de hilos se convierte en excesivo al aumentar el tamaño de la memoria. Por ello se plantea un nuevo esquema en 3D.

La idea básica es apilar varias distribuciones 2D y elegir cuál de ellas se activa en cada momento. Para ello, se añade un segundo hilo selector (verde) “perpendicular” al hilo de selección azul. A través de cada hilo selector se pasa “media corriente” de tal forma que únicamente se activarán los anillos cuyos dos selectores tengan corriente (que suman una “corriente entera”) dejando el resto inactivo.

En el esquema si se activaran el hilo azul de la izquierda y el verde superior se actuaría sobre los anillos de la parte superior izquierda (los que tendrían ambos activos). El resto de los anillos o no reciben nada o reciben “media corriente” insuficiente para activarlos.

Para completar esta distribución falta un tercer hilo inhibidor (amarillo) que pasa por todos los anillos del mismo plano paralelo a uno de los de selección. Este hilo se utiliza para anular (inhibir) la escritura en un plano pasando “media corriente negativa” y evitar magnetizar anillos de planos “paralelos”.

Siguiendo el ejemplo previo, si se activan el hilo azul de la izquierda y el verde superior se magnetizarían los 3 anillos de la parte superior izquierda. Para evitar que se magnetizara el anillo central, se pasaría media corriente negativa por el inhibidor de ese plano (el hilo amarillo enhebraría todos los anillos centrales de todos los planos, en paralelo al verde de cada fila pero de arriba a abajo).

Conclusión: el secreto del escudo

Retomando la idea principal del artículo, al representar el hilo lector (rojo), los dos hilos selectores (azul, verde) y el hilo inhibidor (amarillo) en la posición adecuada, se obtiene el núcleo de ferrita que forma el escudo de la profesión informática.

Referencias

• Manuel Rovayo García (2001): Las memorias de anillos de ferrita, localizado al buscar información y esquemas muy similar a este artículo.

• El Cedazo (2013): Computador Mágico – Anexo B: Sobre las ferritas y otras memorias de ordenador obsoletas, localizado al buscar información y esquemas muy similar a este artículo.

• Wikipedia: Memoria de toros.